【手続補正書】
【提出日】平成18年3月30日(2006.3.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  面順次カラー表示装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、
前記フィールド画像を表示する手段と、
前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、
カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、
シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段を有することを特徴とする面順次カラー表示装置。
【請求項２】  複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、
前記フィールド画像を表示する手段と、
前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、
カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、
シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、
前記表示制御手段は、複数のカラーフレーム画像の各々に対して、複数の色のうち最も比視感度の高い色のフィールド画像が前記各画素の光線がシフトされる画素ずらし手段の移行期間中に表示されないように、フィールド画像の表示順序を制御することを特徴とする面順次カラー表示装置。
【請求項３】  複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、
前記フィールド画像を表示する手段と、
前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序及び表示手段によるフィールド画像の表示タイミングを制御するための表示制御手段と、
カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、
シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、
前記表示制御手段は、前記各画素からの光線がシフトされる期間において画素ずらし手段の移行期間中に表示される複数のフィールド画像に関して、移行期間中に表示されるカラーフィールド画像のうち、より比視感度の高い色に対応するフィールド画像が、移行期間中表示される他のフィールド画像より移行期間中短く表示されるように、フィールド画像の表示タイミングを制御することを特徴とする面順次カラー表示装置。
【請求項４】  更に、画素ずらし手段の環境温度を計測する温度計測手段を有し、前記表示制御手段は、前記温度計測手段により計測された温度に基づいて、表示時間及び画素ずらし手段によるシフトの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項３に係る面順次カラー表示装置。
【請求項５】  複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、
前記フィールド画像を表示する手段と、
前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、
カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、
シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、
前記表示制御手段は、各カラーフレーム画像の最後のフィールド画像の色が引き続くカラーフレーム画像の最初のフィールド画像の色と同じになるように表示順序を制御し、それにより画素ずらし手段が先行するカラーフレーム画像に関して引き続くカラーフレーム画像をシフトしたとき混色が生じないようにすることを特徴とする面順次カラー表示装置。
【請求項６】  各カラーフレーム画像の最後のフィールド画像の色及び次のカラーフレーム画像の最初のフィールド画像の同一色は、順次変化させることを特徴とする請求項５に係る面順次カラー表示装置。
【請求項７】  複数のカラーフレーム画像を表示するため３色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、
前記フィールド画像を表示する手段と、
前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、
液晶セル駆動信号に応じて表示手段上に表示された各画素からの光線をシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、
シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、
前記カラーフレーム画像の各々は２つのそれぞれ異なる色に対応する２つのフィールド画像で構成され、前記表示制御手段は、２つの連続するカラーフレーム画像の各々は少なくとも３色のそれぞれに対応する１つのフィールド画像を含むように且つ前記３色の１つは２つの引き続くカラーフレーム画像において繰り返されるように、フィールド画像の表示順序を制御し、
また前記液晶セル駆動信号は、シフトが画像シフト手段によって行われる間に１度及びシフトが前記引き続く２つの各カラーフレーム画像に対して行われない間に１度、前記繰り返し色が表示されるように、制御されることを特徴とする面順次カラー表示装置。
【請求項８】  前記表示制御手段は、各カラーフレーム画像は緑色フィールド画像を含むように表示順序を制御し、また前記表示制御手段は、ホワイトバランスにおけるずれが生じないように表示順序が互いに近い２つの緑色フィールド画像の信号値に基づいて表示されるべき緑色フィールド画像の信号値を計算するホワイトバランス調整手段を備えていることを特徴とする請求項７に係る面順次カラー表示装置。
【請求項９】  前記表示制御手段は、各フィールド画像の表示期間に対する、各画素からの光線がシフトされる期間中の画素ずらし手段の移行期間のオーバーラップ量を、最大可能範囲最小化するように、フィールド画像の表示を制御することを特徴とする請求項１に係る面順次カラー表示装置。
【請求項10】  複数のフィールド画像の表示期間は、各画素からの光線がシフトされる期間における画素ずらし手段の移行期間とオーバーラップし、表示制御手段は、移行期間とオーバーラップする他の色の表示期間より比視感度の高い色に対応する表示期間に対する移行期間のオーバーラップ量を最小にするようにフィールド画像の表示を制御することを特徴とする請求項１に係る面順次カラー表示装置。
【請求項11】  前記表示制御手段は、画素ずらし手段による応答遅れによるフィールド画像の混色を防止するために、カラーフレーム画像を生成する複数のフィールド画像のの始めと終わりの１つにおいて、１つのフィールド期間に対して何も表示されない非表示期間を、各カラーフレーム画像が含むように、フィールド画像の表示を制御することを特徴とする請求項１に係る面順次カラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光学的なウォブリング（wobbling）操作による画素ずらしを行う画素ずらしユニットを用いて高解像度のカラー画像を表示するようにした面順次カラー表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示素子などを用いた画像表示装置において、液晶表示素子からの光の光軸を所定の方向に振動させるウォブリングと呼ばれる画素ずらし操作を行う画素ずらしユニットを用いて、液晶表示素子の解像度を向上させるようにした画像表示装置が、例えば特開平６−３２４３２０号公報、特開平７−７７０４号公報などに開示されている。
【０００３】
次に、かかる光学的なウォブリング操作により解像度を向上させる画像表示装置の概略構成について説明する。図13に示すように、カラー液晶表示素子101 の背面側に白色光を発光するバックライト102 を配置し、カラー液晶表示素子101 の前面側には、カラー液晶表示素子101 からの光の光軸を所定方向に振動させるためのウォブリング素子（画素ずらしユニット）103 が配置されている。そして、カラー液晶表示素子101 には、その同一画素に画像表示制御回路104 を介して入力映像信号の奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とを表示させ、その表示タイミングに合わせて、カラー液晶表示素子101 からの光の光軸を、ウォブリング素子103 により所定の方向に振動させるようになっている。
【０００４】
ウォブリング素子103 は、偏光変換用液晶板105 とその前面側に配置した複屈折板106 とからなり、カラー液晶表示素子101 に表示する映像信号の同期信号に基づいて、ウォブリング用液晶駆動回路107 により偏光変換用液晶板105 への電圧のオン・オフを制御し、これにより電圧がオンの状態では、カラー液晶表示素子101 からの光の偏光を変化させることなく透過させ、電圧がオフの状態では、カラー液晶表示素子101 からの光の偏光を90°変化させて透過させ、その偏光方向に応じて複屈折板106 により射出する位置を変化させてウォブリング操作を行うようになっている。なお、カラー液晶表示素子101 は、次のフィールドの画像に書き換えるまでは前のフィールドの画像を保持するので、偏光変換用液晶板105 の一方の電極は、例えば５ライン程度の複数ラインに分割し、他方の電極は共通電極として、一方の電極をカラー液晶表示素子101 のライン走査のタイミングに合わせて選択して、電圧の印加を制御するようになっている。
【０００５】
カラー液晶表示素子101 に奇数フィールド画像と偶数フィールド画像とを交互に表示する際、図14の（Ａ）に示すように、カラー液晶表示素子101 のデルタ配列の水平方向の画素ピッチをＰx ，垂直方向の画素ピッチをＰy とするとき、奇数フィールド画像を表示するときは、図14の（Ｂ）に破線で示す位置にカラー液晶表示素子101 の画素列が位置し、偶数フィールド画像を表示するときは、実線で示す位置に画素列が位置するように、上記のウォブリング素子103 により、例えば水平方向に0.75Ｐx ，垂直方向に 0.5Ｐy の斜め方向にウォブリング操作を行う。すなわち、例えばＰx が18μｍ，Ｐy が47.5μｍの場合には、水平方向に13.5μｍ，垂直方向に 23.75μｍずれた斜め方向に、距離がほぼ27.3μｍのウォブリング操作が行われる。
【０００６】
このため、図15に示すように、複屈折板106 の結晶軸106aは、カラー液晶表示素子面におけるｘ−ｙ座標と、その法線方向であるｚ方向に対して傾いた方向に設定して、入射偏光方向がカラー液晶表示素子からの光の偏光方向と一致する場合には、異常光として透過させて画素ずらしを行うようにし、入射偏光方向がカラー液晶表示素子からの光の偏光方向に対して90°回転している場合には、画素ずらしを行うことなく常光としてそのまま透過させるようにしている。
【０００７】
このようにして、図16に示すように、カラー液晶表示素子101 に奇数フィールドの画像を表示するときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液晶板105 の領域への電圧の印加をオンにして、そのラインからの光の偏光方向を90°回転させることなくそのまま透過させ、その光を複屈折板106 により異常光として出射させて画素ずらしを行い、偶数フィールドの画像を表示するときは、その書き換えられる水平ラインに対応する偏光変換用液晶板105 の領域への電圧の印加をオフにして、そのラインからの光の偏光方向を90°回転させて透過させ、その光を複屈折板106 により画素ずらしを行うことなく常光としてそのまま出射させる。
【０００８】
また、このように構成した偏向変換用液晶板と複屈折板とからなる一次元の２点画素ずらしユニットを２組用意し、一方のユニットに対して他方のユニットを入射光軸の回りに90°回転させて組み合わせ積層して、１フレームあるいは１フィールド内で垂直及び水平方向の４回の画素ずらしを行い、二次元の４点画素ずらしの高解像度化された画像表示装置も知られている。
【０００９】
また、画素ずらしユニットを用いた高解像度表示に関するものではないが、特開平８−２４８３８２号公報には、モノクロＣＲＴとπセル及びカラー偏光板からなる液晶シャッタ（色フィルタ）とを使用した面順次カラー表示装置において、液晶シャッタに含まれるπセルの応答速度の遅れによりフィールド間に生じる混色を低減するために、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦの切り換えタイミングが順次色信号の映像期間同士の間に存在するブランキング期間内に設定されると共に、ＯＮ／ＯＦＦの切り換えタイミングが混色を生じないように設定したものについて開示がなされている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、三色画像を時間的に切り換えることによりカラー表示を行う面順次カラー表示装置に対して、上記画素ずらしユニットを適用して高解像度のカラー画像を表示しようとすると、画素ずらしユニットに含まれる液晶セルの応答遅れにより、液晶セルをＯＦＦからＯＮにする場合には余り問題はないけれども、ＯＮからＯＦＦする場合、その移行期間に元の画素位置と画素ずらしによりずらされた画素位置の２つの位置に画素の表示が同時にみられ、色もれが発生するという問題が生じる。
【００１１】
上記公開公報開示のものにおいては、色フィルタとしてπセルとカラー偏光板からなる液晶シャッタを用いた面順次カラー表示装置における混色について開示がなされているのみで、画素ずらしユニットを用いた高解像度の面順次カラー表示装置における色もれの発生については何も開示することころがない。
【００１２】
本発明は、面順次カラー表示装置に画素ずらしユニットを用いて高解像度表示を図る場合における上記問題点を解消するためになされたもので、画素ずらしに伴う色もれによる感覚的な混色を低減できるようにした面順次カラー表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する手段と、前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段を有することを特徴とするものである。
【００１４】
面順次カラー表示装置において、高解像度化を図るためフレーム画像毎に画素ずらし手段でシフトさせる場合、観察者の感覚的な混色を低減するためには、最も比視感度の高い色情報画像の画素ずらしに伴う漏れ（１つの画素が２つに見える状態）をなくす必要がある。フレーム画像毎に画素ずらし手段でシフトさせる場合、フレーム画像中の最初と最後のフィールド画像において色もれが発生し、中間のフィールド画像においては色もれは発生しない。したがって、上記のように、表示制御手段が表示手段によって表示されるフィールド画像の表示順序を制御するように構成することにより、色もれを低減あるいはなくすことが可能となる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する手段と、前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、前記表示制御手段は、複数のカラーフレーム画像の各々に対して、複数の色のうち最も比視感度の高い色のフィールド画像が前記各画素の光線がシフトされる画素ずらし手段の移行期間中に表示されないように、フィールド画像の表示順序を制御することを特徴とするものである。
【００１６】
このように、最も比視感度の高い色、例えば複数の色としてＲＧＢの三色が用いられる場合には、最も比視感度の高いＧフィールド画像を、各画素の光線がシフトされる画素ずらし手段の移行期間中に表示させないようにフィールド画像の表示順序を制御することにより、画素ずらしに伴う洩れをなくし、観察者の間隔的な混色を低減することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する手段と、前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序及び表示手段によるフィールド画像の表示タイミングを制御するための表示制御手段と、カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、前記表示制御手段は、前記各画素からの光線がシフトされる期間において画素ずらし手段の移行期間中に表示される複数のフィールド画像に関して、移行期間中に表示されるカラーフィールド画像のうち、より比視感度の高い色に対応するフィールド画像が移行期間中表示される他のフィールド画像より移行期間中短く表示されるように、フィールド画像の表示時間を制御することを特徴とするものである。
【００１８】
このように、画素ずらし手段の作用により、画素毎の光線をシフトさせる移行期間中に表示する複数のカラーフィールド画像のうち、最も比視感度が高い色に対応するフィールド画像の表示時間を、他のフィールド画像の表示時間より短くなるように制御することにより、画素ずらしの移行時間中に表示する色のうち比視感度の高い方の色の漏れを低減し、これにより観察者の感覚的な混色を低減することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る面順次カラー表示装置において、更に、画素ずらし手段の環境温度を計測する温度計測手段を有し、前記表示制御手段は、前記温度計測手段により計測された温度に基づいて、表示時間及び画素ずらし手段によるシフトの駆動タイミングを制御することを特徴とするものである。このように、温度計測手段を設け、計測した温度に基づいて各カラーフィールド画像の表示時間及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御することにより、温度変化に基づく画素ずらし手段の移行期間の変化に対応させて、各カラーフィールド画像の表示時間及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御することが可能となり、温度変化に対応して、より適切に感覚的な混色の低減を図ることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明は、複数のカラーフレーム画像を表示するため複数の色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する手段と、前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、カラーフレーム画像のシフトされたもののために表示手段上に表示された各画素から光線をシフトすることによって、カラーフレーム画像を交互にシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、前記表示制御手段は、各カラーフレーム画像の最後のフィールド画像の色が引き続くカラーフレーム画像の最初のフィールド画像の色と同じになるように表示順序を制御し、それにより画素ずらし手段が先行するカラーフレーム画像に関して引き続くカラーフレーム画像をシフトしたとき混色が生じないようにすることを特徴とするものである。
【００２１】
このように、フレーム画像を切り換える前後で表示するフィールド画像の色を同一にすることにより、フレーム画像の切り換え時に発生する画素ずらしに基づく混色の発生を避けることができる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項５に係る面順次カラー表示装置において、各カラーフレーム画像の最後のフィールド画像の色及び次のカラーフレーム画像の最初のフィールド画像の同一色は、順次変化させることを特徴とするものである。フレーム画像の切り換え毎に同一の色が現れる場合には、その同一の色が現れる間隔が他の色の間隔より広くなるので、フリッカーが生じるが、上記のようにフレーム画像の切り換え時の混色の防止された色を、フレーム画像の切り換え毎に順次変えることにより、上記フリッカーを低減することができる。
【００２３】
請求項７に係る発明は、複数のカラーフレーム画像を表示するため３色に対応するフィールド画像を順次表示するためのものであって、各フィールド画像は各色の画像情報を含み、各カラーフレーム画像は複数のフィールド画像からなる面順次カラー表示装置において、前記フィールド画像を表示する手段と、前記フィールド画像が表示手段によって表示される表示順序を制御するための表示制御手段と、液晶セル駆動信号に応じて表示手段上に表示された各画素からの光線をシフトさせるための、液晶セルを含む画素ずらし手段と、シフトされたカラーフレーム画像とシフトされないカラーフレーム画像の両方を観察者に対して伝達するための光学手段とを有し、前記カラーフレーム画像の各々は２つのそれぞれ異なる色に対応する２つのフィールド画像で構成され、前記表示制御手段は、２つの連続するカラーフレーム画像の各々は少なくとも３色のそれぞれに対応する１つのフィールド画像を含むように且つ前記３色の１つは２つの引き続くカラーフレーム画像において繰り返されるように、フィールド画像の表示順序を制御し、また前記液晶セル駆動信号は、シフトが画像シフト手段によって行われる間に１度及びシフトが前記引き続く２つの各カラーフレーム画像に対して行われない間に１度、前記繰り返し色が表示されるように、制御されることを特徴とするものである。
【００２４】
このように、カラー画像を構成する三色のフィールド画像のうち二色のフィールド画像で、１フレーム画像とすると共に、２フレーム画像で三色のフィールド画像が少なくとも１回表示されるように構成することにより、１フレーム画像で表示するフィールド数を減らすことができ、これによりフィールド画像を表示する表示手段の動作速度を遅くすることができ、また比視感度の高いカラーフィールド画像のみを高解像度表示することが容易になる。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る面順次カラー表示装置において、前記表示制御手段は、各カラーフレーム画像は緑色フィールド画像を含むように表示順序を制御し、また前記表示制御手段は、ホワイトバランスにおけるずれが生じないように表示順序が互いに近い２つの緑色フィールド画像の信号値に基づいて表示されるべき緑色フィールド画像の信号値を計算するホワイトバランス調整手段を備えていることを特徴とするものである。
【００２６】
前記請求項７に係る発明のように、カラー画像を構成する三色のフィールド画像のうち二色のフィールド画像で１フレーム画像とすると共に、２フレーム画像で三色のフィールド画像が少なくとも１回表示されるように構成することにより、三色のフィールド画像のうち一色のフィールド画像のみが、各フレーム共に選択されることになり、ホワイトバランスにずれが生じることになる。この請求項に係る発明は、この点を解消するため、上記のようにホワイトバランス調整手段を設けて各フレーム共選択される緑色のフィールド画像の信号値を調整するものであり、これによりホワイトバランスのずれを調整することができる。
【００２７】
請求項９に係る発明は、請求項１に係る面順次カラー表示装置において、前記表示制御手段は、各フィールド画像の表示期間に対する、各画素からの光線がシフトされる期間中の画素ずらし手段の移行期間のオーバーラップ量を、最大可能範囲最小化するように、フィールド画像の表示を制御することを特徴とするものである。
【００２８】
このように、各フィールド画像の表示期間に対する、画素ずらし手段の移行期間のオーバーラップ量を最大可能範囲最小化することにより、色もれを低減ないしはなくし、混色の発生を低減ないしは防止することが可能となる。
【００２９】
請求項10に係る発明は、請求項１に係る面順次カラー表示装置において、複数のフィールド画像の表示期間は、各画素からの光線がシフトされる期間における画素ずらし手段の移行期間とオーバーラップし、表示制御手段は、移行期間とオーバーラップする他の色の表示期間より比視感度の高い色に対応する表示期間に対する移行期間のオーバーラップ量を最小にするようにフィールド画像の表示を制御することを特徴とするものである。
【００３０】
このように、表示制御手段が比視感度の高い色に対応する表示期間に対する移行期間のオーバーラップ量を最小にするようにフィールド画像の表示を制御することにより、比視感度の高いフィールド画像の画素ずらしに伴う洩れを少なくし、観察者の感覚的な混色を低減させることが可能となる。
【００３１】
請求項11に係る発明は、請求項１に係る面順次カラー表示装置において、前記表示制御手段は、画素ずらし手段による応答遅れによるフィールド画像の混色を防止するために、カラーフレーム画像を生成する複数のフィールド画像のの始めと終わりの１つにおいて、１つのフィールド期間に対して何も表示されない非表示期間を、各カラーフレーム画像が含むように、フィールド画像の表示を制御することを特徴とするものである。
【００３２】
このように構成することにより、画素ずらし手段の液晶セルのＯＮ→ＯＦＦ又はＯＦＦ→ＯＮの動作時において、１フィールド期間は表示手段には画像を表示しないので、画素ずらしに伴う洩れによって生じる混色の発生が避けられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１の（Ａ）は、本発明に係る面順次カラー表示装置の実施の形態の光学的構成を示す概略図である。図１において、１はＲ，Ｇ，Ｂ各色の照明光を発するＬＥＤからなる光源、２は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、３は反射型ＬＣＤ表示素子、４は画素ずらしユニットで、液晶セル４−１と複屈折板４−２とからなる２点画素ずらしユニットであり、５は光学系である。
【００３４】
そして、このように構成した面順次カラー表示装置においては、反射型ＬＣＤ表示素子３にＲ，Ｇ，Ｂフィールド画像が順次表示されると共に、ＲＧＢ−ＬＥＤ光源１からの照明光がビームスプリッタ２を介して反射型ＬＣＤ表示素子３に照射され、Ｒ，Ｇ，Ｂフィールド画像はビームスプリッタ２を通って画素ずらしユニット４に入射し、画素ずらしユニット４の液晶セル４−１のフレーム画像毎のＯＮ・ＯＦＦ制御により、光学系５を介して図１の（Ｂ）に示す元のＬＣＤ表示素子画素配列の表示から、図１の（Ｃ）の点線で示す画素ずらしされた画素配列位置に表示され、高解像度のカラー表示が行われるようになっている。
【００３５】
図２は、このような構成の面順次カラー表示装置の各部へ供給する駆動信号等を生成するための電気的な回路構成を示すブロック図である。図２において、11は入力映像信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換回路、12はＡ／Ｄ変換された映像信号を３倍速して、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に分解してＲ，Ｇ，Ｂ面順次信号を出力する面順次表示変換回路、13は面順次表示変換回路12からのＲ，Ｇ，Ｂ面順次信号をＤ／Ａ変換するためのＤ／Ａ変換回路、14はＤ／Ａ変換されたＲ，Ｇ，Ｂ面順次信号を入力し、反射型ＬＣＤ表示素子３を駆動するための駆動信号を生成するＬＣＤ駆動回路である。
【００３６】
また、15は入力映像信号の同期信号を受けて各部へのタイミング信号を生成すると共に各部を制御するタイミング発生・制御回路、16はタイミング発生・制御回路15を制御するＰＬＬ回路、17はタイミング発生・制御回路15からのタイミング信号を受けてＲＧＢ−ＬＥＤ光源１を駆動するための駆動信号を生成するＬＥＤ駆動回路、18はタイミング発生・制御回路15からのタイミング信号を受けて画素ずらしユニット４の液晶セル４−１をＯＮ・ＯＦＦ制御するための駆動信号を生成する液晶セル駆動回路、19は液晶セル４−１の環境温度を検出する温度センサで、その検出値によりタイミング発生・制御回路15は、ＲＧＢ−ＬＥＤ光源１及び液晶セル４−１の駆動タイミングを制御するようになっている。また、タイミング発生・制御回路15は、各フィールド画像の各色フィールド画像の順序や、フィールド画像の数等の制御も行うようになっている。
【００３７】
次に、上記構成の面順次カラー表示装置の本発明における特徴とする動作手法について説明する。まず、面順次カラー表示動作について、図３のタイミングチャートに基づいて説明する。Ｒ，Ｇ，Ｂ面順次フィールド信号をＬＣＤ駆動回路14を介して反射型ＬＣＤ表示素子３に順次印加して、フィールド画像を表示させると共に、該フィールド画像に対応させてＲＧＢ各色のＬＥＤ光源１を点灯するためのＬＥＤ点灯信号を、ＬＥＤ駆動回路17より送出する。これにより反射型ＬＣＤ表示素子３上で面順次カラー画像が得られる。
【００３８】
このようにして反射型ＬＣＤ表示素子３より得られた面順次カラー画像に対して、画素ずらしユニット４によりフレーム画像毎に画素ずらしを行う場合、液晶セル４−１に対しては、図４に示すようなＯＮ／ＯＦＦ制御された液晶セル駆動信号が、液晶セル駆動回路18より送出される。この駆動信号により液晶セル４−１は、特にＯＮ→ＯＦＦ時の応答遅れにより、ＯＮ状態の液晶セルが完全にＯＦＦ状態になるまでは、応答遅延時間ｔ1 と移行期間ｔ2 を必要とする。したがって、元の画素位置が画素ずらし作用により完全にずらされた状態で表示されるまでの移行期間には、２つの位置で画素が表示されることになり、表示漏れが発生し、２つの位置で異なる色が表示される場合には混色が生じる。
【００３９】
この混色発生状態を更に詳細に説明すると、図５に示すように、液晶セルの応答動作の移行期間の始期において、例えばＢ−ＬＥＤ光源を点灯させた場合、斜線で示した部分の割合で青表示がＯＦＦ位置に漏れる。また移行期間の終期において、Ｒ−ＬＥＤ光源を点灯させた場合、斜線で示した部分の割合で赤表示がＯＮ位置に漏れる。
【００４０】
面順次カラー表示装置において、フレーム画像毎に画素ずらしユニットでシフトさせる場合、フレーム画像中の最初と最後のフィールド画像、図３に示した図示例では、Ｂフィールド信号とＲフィールド信号において色もれが発生し、中間のＧフィールド画像においては色もれは発生しない。観察者の感覚的な混色を低減するためには、最も比視感度の高い色情報画像の画素ずらし動作に伴う漏れをなくす必要がある。図３に示した例のように色情報としてＲＧＢの三原色が用いられる場合には、Ｇ色が最も比視感度が高いので、Ｇフィールド画像を、図３に示すように最初と最後を除く中間、つまり各フレームの２番目のフィールドとして表示させる。これにより、比視感度の最も高いＧフィールド画像の画素ずらし動作による漏れをなくし、観察者の感覚的な混色を低減することができる。
【００４１】
上記第１の動作手法の説明では、最も比視感度の高いＧフィールド信号を第２フレーム信号に設定して、画素ずらし動作に伴う漏れをなくすようにして、混色を低減するようにしたものを示した。これに対して、ＬＥＤ光源１の点灯のタイミング及び液晶セル４−１のＯＮ／ＯＦＦタイミングの調整によっても、漏れをなくし混色を低減することができる。
【００４２】
すなわち、図６の（Ａ）に示すように、通常は、画素ずらしユニット４の液晶セル４−１の応答動作におけるＯＮ→ＯＦＦ移行期間の始期において、Ｂ−ＬＥＤ光源１の点灯信号をＯＮとし、移行期間の終期において、Ｒ−ＬＥＤ光源１の点灯信号をＯＮとしている。しかし、このようなＬＥＤ光源の点灯動作状態及び液晶セルのＯＮ／ＯＦＦタイミングでは、ｎ番目のフレームのＢフィールド画像と（ｎ＋１）番目のフレームのＲフィールド画像とがいずれも移行期間に入り込み、互いに漏れ混色状態で表示される。
【００４３】
そこで、本発明の他の動作手法においては、Ｂフィールド画像とＲフィールド画像の場合、Ｒフィールド画像の方が比視感度が高いので、図６の（Ｂ）に示すように、この比視感度が高いＲフィールド画像に漏れが生じないように、漏れが生じる移行期間にＲ−ＬＥＤ光源ができるだけ点灯しないように、液晶セルのＯＮ／ＯＦＦタイミングとＲ−ＬＥＤ光源の点灯タイミングを調整するものである。すなわち、Ｒ−ＬＥＤ光源の点灯を優先させて、Ｂ−ＬＥＤ光源の点灯タイミングを設定して、ＬＥＤ光源の発光間隔（ＬＥＤ発光周期）の調整を行うものである。図６の（Ｂ）の図示例では、液晶セルのＯＮ／ＯＦＦタイミングを少し早めると共に、Ｂ−ＬＥＤ光源の点灯タイミングを早めて、ＬＥＤ発光間隔を広げている。これにより、Ｒフィールド画像の漏れを低減ないしはなくし、混色の発生を低減ないしは防止することが可能となる。ちなみに、ＲＧＢ−ＬＥＤ光源の発光タイミングは、ＬＣＤ表示素子の応答性より表示期間の終期が望ましい。
【００４４】
また、図７に示すように、反射型ＬＣＤ表示素子３における面順次色フィールド画像の表示順序が図６の場合と逆の場合、すなわちｎフレームの最後のフィールドをＲフィールド画像とし、（ｎ＋１）フレームの最初のフィールドをＢフィールド画像とした場合においても、比視感度の高いＲフィールド画像の表示を優先してタイミングを設定する。すなわち、Ｒフィールド画像の表示のためのＲ−ＬＥＤ光源の点灯期間を液晶セルの移行期間にできるだけ入り込まないように設定する。これにより、Ｒフィールド画像の漏れを低減し、感覚的な混色を低減することができる。
【００４５】
ところで、画素ずらしユニット４における液晶セル４−１の移行期間は温度依存性が高く、移行期間が変動する。したがって、温度による液晶セルの移行期間の変動に対応させて、タイミングを設定してやることにより、より一層適確に漏れを低減して混色を低減することができる。タイミングの調整に関しては、液晶セルの環境温度を温度センサ19で検出し、その検出値に基づいてタイミング発生・制御回路15において、ＬＥＤ光源１の点灯タイミング及び液晶セル４−１の駆動タイミングの調整を行うようになっている。
【００４６】
図８は、温度上昇により液晶セル４−１の移行期間が短時間になった場合を示しており、この場合における点灯タイミングは、図６の（Ａ）に示した点灯タイミングと同じ場合（各フィールド画像信号の終期において点灯の場合）でも、Ｒ−ＬＥＤ光源の点灯期間を移行期間に入り込ませる期間を少なくでき、漏れを少なくすることが可能となる。すなわち、移行期間が短時間になった場合には、Ｂ−ＬＥＤ光源の点灯タイミングを遅らせても混色の発生を阻止し、よりＢらしいＢフィールド画像を表示することが可能となる。
【００４７】
上記各動作手法では、映像信号が１フレーム３フィールド構造のものを示したが、次に非表示フィールドを設けて１フレーム４フィールド構造とし、漏れを防ぎ混色を低減するようにした動作手法について説明する。この手法は、図９のタイミングチャートに示すように、１フレーム４フィールド構造とし、最終の４フィールド目にＢＬ（黒）というモードのフィールドを設け、このＢＬモードの第４フィールドを非表示フィールドとするものである。この場合、この非表示フィールド期間には、ＬＥＤ光源１は点灯されず黒部となるので、フレーム毎の画素ずらし動作により漏れが生じても、その漏れによる影響は生じない。したがって、画素ずらし動作において、より漏れの少ない状態とすることができる。
【００４８】
上記のように映像信号を１フレーム４フィールド構造とした動作手法において、各フィールドの有効表示期間を同じにした場合、ＬＣＤ表示素子３の応答速度の影響から、追加フィールドの前のＲ，Ｇ，Ｂの３フィールドの画像が見えにくくなる可能性がある。ここで、１フレーム４フィールド構造における追加の第４フィールドと他の各フィールドとを同じ表示期間とする必要はないので、図10に示すように、第４フィールドの表示期間を少し短縮してもよい。これにより、有効表示のＲＧＢ３フィールドにおけるＬＣＤ表示素子の動作スピードに余裕をもたせることができる。
【００４９】
なお、上記１フレーム４フィールド構造とした動作手法においては、第４フィールドを非表示フィールドとしたものを示したが、第１フィールドを非表示フィールドとしても同様な作用効果が得られる。また上記のように第４フィールド期間として非表示期間を設けなくても、フレーム画像の切り換え時点（画素ずらし時点）の時間的に前後に位置する表示フィールド中の切り換え時点に近い側に、ブランキング期間（ブラック表示期間：何も表示しない期間）を設けることによっても、同様な作用効果を奏することが可能である。この場合、ブランキング期間を有するフィールドのフィールド期間は、ブランキング期間を有しないフィールドのフィールド期間より、ブランキング期間分、フィールド期間が長くなる。
【００５０】
ここまで述べた上記各動作手法では、映像信号が１フレーム３又は４フィールド構造で、各フレームの各色フィールド画像の表示順序は一定のものにおける漏れや混色の発生を低減させる手法について説明を行ってきた。次に、１フレーム３フィールド構造の各フレームにおける各色フィールド画像の表示順序を変えて、混色防止を行う手法について説明する。
【００５１】
図11は、映像信号が１フレーム３フィールド構造の各フレームにおける各色フィールド画像の表示順序を変えて混色防止を行う手法を説明するための説明図である。映像信号が１フレーム３フィールド構造の面順次カラー表示方式における標準動作においては、ＲＧＢ三原色を用いた場合は、各フレームにおける表示順序は、例えばＲＧＢ，ＲＧＢ，・・・・・と一定の順序となっている。これに対して、本発明の手法においては、各フレーム毎の画素ずらし動作に対応させて、各フレームの切り換え時の前後において同色のフィールド画像が連続して表示されるように、ＲＧＢフィールド画像の表示順序を変えるようにする。
【００５２】
この図示例では、ＲＧＢ，ＢＧＲ，ＲＧＢ，ＢＧＲ，・・・・・のように、フレームの切り換え時の前後において同一色のフィールドがくるように、フレーム毎にフィールド表示順序を変えるようにしている。このように、各フレームにおけるＲＧＢフィールド画像の表示順序を変えることにより、フレーム切り換え時に画素ずらし動作により漏れが生じても、同一色であるため混色の発生は避けられる。
【００５３】
ところで、上記のように、フレーム切り換え時の前後において、同一色のフィールド画像を表示するように構成すると、連続表示となって混色の発生は阻止されるが、切り換え時の連続表示される色の表示間隔が、他の色の表示間隔より広くなって、フリッカーが生じる状態となる。そこで、このフリッカー状態を低減する手法について説明する。
【００５４】
本発明は、面順次カラー表示装置においてフレーム切り換え時に、液晶セルをＯＮ／ＯＦＦして画素ずらし動作を行わせているものであるが、画素ずらしに伴う漏れや混色の発生の問題は、液晶セルのＯＮ→ＯＦＦの切り換えタイミングにおいて生じるものであるので、フレーム切り換え時の前後の連続同一色フィールド画像表示を、全てのフレームの切り換え時に行うのではなく、液晶セルのＯＮ→ＯＦＦの切り換え時にのみ、フレーム切り換え時の前後において同一色フィールド画像を表示するように、フィールド画像の表示順序を設定することにより、上記フリッカーの発生を低減しながら混色の発生を防止することが可能となる。
【００５５】
次に、２フレームで三色フィールド画像が少なくとも１回表示されるようにした２フレーム４フィールド構造の面順次カラー表示方式に、画素ずらしユニットによる画素ずらし方式を適用した場合の実施の形態を、図12のタイミングチャートに基づいて説明する。この図示例では、２フレーム４フィールド構造の映像信号において、高比視感度のＧフィールド信号のみを各フレームでそれぞれ表示させるようにし、その高比視感度のＧフィールド信号のみを画素ずらしユニットの画素ずらし動作により高解像表示を行うようにしている。
【００５６】
このように構成した場合には、映像信号を２フレーム４フィールド構造としているので、ＬＣＤ表示素子３の動作スピードを遅くすることができ、余裕をもたせることができ、また比視感度の高いＧ表示のみを高解像表示させることができる。
【００５７】
ところで、このように２フレーム４フィールド構造においてＧフィールド画像のみを各フレームにおいて表示、すなわち２フレームで２回表示させ、他のＲ，Ｂフィールド画像の表示より表示回数を多くすることにより、ホワイトバランスのずれが発生する。このホワイトバランスのずれをなくし、他の色と整合させるために、２つのフレームのＧ信号より、各Ｇフィールド時にＬＣＤ表示素子に供給するビデオ信号を、各画素毎に演算して設定する。これによりホワイトバランスを保った高解像度表示を行うことができる。
【００５８】
次に、２つのフレームのＧ信号より、各Ｇフィールド時にＬＣＤ表示素子に供給するビデオ信号の設定について説明する。 oddフレームのＧ信号の入力レベルをＧodd ，evenフレームのＧ信号の入力レベルをＧevenとし、 odd及びevenフレームのＬＣＤ表示素子に供給するＧビデオ信号の出力レベルをそれぞれＬ（Ｇodd ），Ｌ（Ｇeven）とすると、次のように表される。
Ｇodd ≧Ｇevenの場合
ΔＧ＝Ｇodd −Ｇeven
Ｌ（Ｇodd ）＝ｋ１｛（Ｇodd −ΔＧ）／２｝＋ΔＧ
Ｌ（Ｇeven）＝ｋ２（Ｇeven／２）
Ｇodd ＜Ｇevenの場合
ΔＧ＝Ｇeven−Ｇodd 
Ｌ（Ｇodd ）＝ｋ１（Ｇodd ／２）
Ｌ（Ｇeven）＝ｋ２｛（Ｇeven−ΔＧ）／２｝＋ΔＧ
但し、ｋ１，ｋ２は係数であり、光源及び画素ずらしユニットの特性に基づいて設定され、上記ホワイトバランスの調整のための各信号レベルの設定等は、全てタイミング発生・制御回路及びＲＧＢ映像信号レベルの修正にて行われる。
【００５９】
上記各実施の形態においては、ＬＣＤ表示素子として反射型のものを用いた例を示しているが、バックライトを用いる透過型のＬＣＤ表示素子を利用してもよいことは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１に係る発明によれば、表示制御手段が表示手段によって表示されるフィールド画像の表示順序を制御するように構成しているので、画素ずらしに基づく色もれを低減あるいはなくすことが可能となる。また請求項２に係る発明によれば、最も比視感度の高い色に対応するフィールド画像を画素ずらし手段の移行期間中に表示されないようにしているので、最も比視感度の高い色に対応するカラーフィールド画像の画素ずらしに基づく漏れの発生を防ぎ、感覚的な混色の発生を低減することができる。また請求項３に係る発明によれば、画素ずらし手段により光線をシフトする移行期間中に表示する複数のカラーフィールド画像のうち最も比視感度が高い色に対応するフィールド画像の表示時間を他のフィールド画像の表示時間より短くなるようにしているので、比視感度の高い方の色の漏れを低減し感覚的な混色を低減することができる。また請求項４に係る発明によれば、温度計測手段による計測温度に基づいて、各カラーフィールド画像の表示タイミング及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御するようにしているので、温度変化による画素ずらし手段の移行期間の変化に対応させて、各カラーフィールド画像の表示タイミング及び画素ずらし手段の駆動タイミングを制御し、温度変化に対応してより適切に感覚的な混色の低減を図ることができる。また請求項５に係る発明によれば、フレーム画像を切り換える前後で表示するフィールド画像の色を同一にするようにしているので、フレーム画像の切り換え時に発生する画素ずらしに基づく混色の発生を避けることができる。また請求項６に係る発明によれば、フレーム画像の切り換えの前後の同一化されるフィールド画像の色を順次変化させるようにしているので、同一化される色が分散化されフリッカーを低減することができる。
【００６１】
また請求項７に係る発明によれば、カラー画像を構成する三色のフィールド画像のうち二色のフィールド画像で１フレーム画像とすると共に、２フレーム画像で三色のフィールド画像が少なくとも１回表示されるように構成しているので、１フレームで表示するフィールド数を減らし、表示手段の動作速度を遅くすることができ、また高比視感度のカラーフィールド画像のみを高解像表示することができる。また請求項８に係る発明によれば、ホワイトバランスのずれを調整しながら高比視感度の緑色フィールド画像の高解像表示をすることができる。また請求項９に係る発明によれば、各フィールド画像の表示期間に対する、画素ずらし手段の移行期間のオーバーラップ量を最大可能範囲最小化しているので、色もれを低減ないしはなくし、混色の発生を低減ないしは防止することができる。また請求項10に係る発明によれば、比視感度の高い色に対応する表示期間に対する移行期間のオーバーラップ量を最小にするようにフィールド画像の表示を制御しているので、比視感度の高いフィールド画像の画素ずらしに伴う洩れを少なくし、観察者の感覚的な混色を低減させることが可能となる。また請求項11に係る発明によれば、画素ずらし手段の液晶セルのＯＮ→ＯＦＦ又はＯＦＦ→ＯＮの動作時において、１フィールド期間は表示手段には画像を表示しないようにしているので、画素ずらしに伴う洩れによって生じる混色の発生が避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る面順次カラー表示装置の実施の形態の光学的構成及び画素ずらし態様を示す概略図である。
【図２】
図１に示した面順次カラー表示装置の各部へ供給する駆動信号等を生成するための電気的な回路構成を示すブロック構成図である。
【図３】
図１及び図２に示した面順次カラー表示装置における標準的な面順次カラー表示を行うタイミングを示す図である。
【図４】
画素ずらしユニットを構成する液晶セルの応答特性を示す図である。
【図５】
画素ずらしユニットの画素ずらし動作に基づく色漏れ及び混色の発生態様を示す説明図である。
【図６】
ＬＥＤ光源の点灯のタイミング及び液晶セルの駆動タイミングの調整による漏れ及び混色の低減態様を示す説明図である。
【図７】
ＬＥＤ光源の点灯のタイミング及び液晶セルの駆動タイミングの調整により漏れ及び混色の低減を行う他の態様を示す説明図である。
【図８】
温度上昇により液晶セルの移行期間が短時間となった場合のＬＥＤ光源の点灯タイミング及び液晶セルの駆動タイミングの態様を示す図である。
【図９】
非表示フィールドを追加し１フレーム４フィールド構造として画素ずらし動作による漏れ及び混色の低減を行う態様を示す説明図である。
【図10】
１フレーム４フィールド構造における非表示フィールドの表示期間を短縮化した態様を示す図である。
【図11】
面順次カラー表示のＲＧＢフィールド画像の表示順序を変えて、画素ずらし動作に基づく混色を低減する手法を示す説明図である。
【図12】
２フレーム４フィールド構造による面順次カラー表示における高解像表示を説明するためのタイミングチャートである。
【図13】
従来のウォブリング素子（画素ずらしユニット）を用いた画像表示装置の概略構成を示す図である。
【図14】
カラー液晶表示素子のウォブリング操作による画素配列態様を示す図である。
【図15】
ウォブリング素子を構成する複屈折板の作用を説明するための図である。
【図16】
図13に示した画像表示装置におけるウォブリング素子による奇数フィールドと偶数フィールドの画素ずらし態様を示す図である。
【符号の説明】
１  ＲＧＢ−ＬＥＤ光源
２  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
３  反射型ＬＣＤ表示素子
４  画素ずらしユニット
４−１  液晶セル
４−２  複屈折板
５  光学系
11  Ａ／Ｄ変換回路
12  面順次表示変換回路
13  Ｄ／Ａ変換回路
14  ＬＣＤ駆動回路
15  タイミング発生・制御回路
16  ＰＬＬ回路
17  ＬＥＤ駆動回路
18  液晶セル駆動回路
19  温度センサ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１２】
2002281517.tif 000001